<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.18.415-422</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-453</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AUTOMATION OF PROCESS CONTROL</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Структурный синтез системы упреждающего управления тепловым режимом валковой разливки стали</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Structure Synthesis of Twin-Roll Strip Casting Thermal Mode Predictive Control System</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Андреев</surname><given-names>С. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Andreev</surname><given-names>S. M.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Галдин</surname><given-names>М. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Galdin</surname><given-names>M. S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Г. И. Носова"<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Nosov Magnitogorsk State Technical University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>18</volume><issue>6</issue><fpage>415</fpage><lpage>422</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/453">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/453</self-uri><abstract><p>Рассмотрен структурный синтез системы управления тепловым режимом разливки стали на валковом литейно-прокат-ном агрегате. Предложена структурная схема и алгоритм работы упреждающей системы управления, использующей в своей основе математическую модель процесса валковой разливки. Выполнено моделирование работы системы управления в динамических режимах работы агрегата при внешних контролируемых и неконтролируемых воздействиях.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Thermal mode strip casting control is challenging at the present because twin-roll strip casting is characterized by the large time delay and high dynamics with low inertances. Nonlinearity and complexity of the thermal mode mathematical model, distribution and hard limitation of technological parameters are also the technology specific features and all it has a negative impact on fhe control and stability of fhe casting process. Famous control systems don'f fully allow ensure fhe implementation of given problems and need fo be revised. Thermal mode control system development is fhe complex problem fo date. Solution of this problem requires fo use special systems based on fhe new control principles. Structural synthesis of model-based predictive control sys-fems is creafed in fhis work. Disfincfive feafures of fhe proposed sfrucfure confrol scheme are fhe command module applicafion and ifs inferacfion wifh fhe moniforing and model seffing modules, providing real-fime opfimizafion performance and checking used models conformity with fhe real casting conditions. The proposed control system allows fo coordinate fhe casting and rolling processes temperature and speed modes. This system provides for fhe implementation of controlled rolling technology af fwin-roll strip casting unit by obtaining fhe required mass-average temperature of fhe strip before rolling in dynamic modes of operation. On fhe basis of simulafion resulfs if was concluded fhaf fhe proposed model-based predicfive confrol sysfem provides fransienf process sfabilify and safisfacfory femperafure confrol accuracy wifh confrollable and unconfrollable exfernal influences and sig-nificanf time delay caused by fhe strip movement from fhe casting mold fo fhe hof-rolling stand.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>валковая разливка стали</kwd><kwd>упреждающее управление</kwd><kwd>математическое моделирование</kwd><kwd>управление по модели</kwd><kwd>fwin-roll strip casting</kwd><kwd>predictive control</kwd><kwd>mathematical modeling</kwd><kwd>model-based control</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смирнов А. Н., Сафонов В. М., Дорохова Л. В., Цупрун А. Ю. Металлургические мини-заводы. Донецк: Норд-Пресс, 2005. 469 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Смирнов А. Н., Сафонов В. М., Дорохова Л. В., Цупрун А. Ю. Металлургические мини-заводы. Донецк: Норд-Пресс, 2005. 469 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Killmore C. R., Creely H., Phillips A., Kaul H. Development of ultra thin cast strip products by the Castrip process // Materials forum. 2008. Vol. 32. P. 13-28.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Killmore C. R., Creely H., Phillips A., Kaul H. Development of ultra thin cast strip products by the Castrip process // Materials forum. 2008. Vol. 32. P. 13-28.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zughbi H., Mahapatra R. Comparison of Castrip energy consumption and greenhouse gas emis-sions with conventional strip production technologies // Interoffice report of Castrip LLC, Sept. 2008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zughbi H., Mahapatra R. Comparison of Castrip energy consumption and greenhouse gas emis-sions with conventional strip production technologies // Interoffice report of Castrip LLC, Sept. 2008.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ткаченко В. Н. Математическое моделирование, идентификация и управление технологическими процессами тепловой обработки материалов. Т.13. Сер. "Задачи и методы: математика, механика, кибернетика". Киев: Наукова думка, 2008. 244 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ткаченко В. Н. Математическое моделирование, идентификация и управление технологическими процессами тепловой обработки материалов. Т.13. Сер. "Задачи и методы: математика, механика, кибернетика". Киев: Наукова думка, 2008. 244 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коновалов Ю. В. Справочник прокатчика. Справочное издание в 2-х книгах. Кн. 1. Производство горячекатаных листов и полос. М.: Теплотехник, 2008. 640 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Коновалов Ю. В. Справочник прокатчика. Справочное издание в 2-х книгах. Кн. 1. Производство горячекатаных листов и полос. М.: Теплотехник, 2008. 640 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ротач В. Я. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2008. 396 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ротач В. Я. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2008. 396 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием: Пер. с польского. М.: Машиностроение, 1974. 328 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием: Пер. с польского. М.: Машиностроение, 1974. 328 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Денисенко В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации // Современные технологии автоматизации. 2007. № 1. С. 78-88.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Денисенко В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации // Современные технологии автоматизации. 2007. № 1. С. 78-88.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Галдин М. С. Математическая модель теплового режима валковой разливки стали / М. С. Галдин, С. М. Андреев // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 10. С. 34-41.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Галдин М. С. Математическая модель теплового режима валковой разливки стали / М. С. Галдин, С. М. Андреев // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 10. С. 34-41.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ганьжин В., Киселев Ю. Технология XXI века. Перспективы России // Национальная металлургия. 2003. Янв. - февр. С. 77-86.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ганьжин В., Киселев Ю. Технология XXI века. Перспективы России // Национальная металлургия. 2003. Янв. - февр. С. 77-86.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Протасов А. В., Сивак Б. А. Электрометаллургические мини-заводы. М.: Триада Импресо, 2012. 500 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Протасов А. В., Сивак Б. А. Электрометаллургические мини-заводы. М.: Триада Импресо, 2012. 500 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бровман М. Я., Николаев В. А., Полухин В. П., Нижник Н. В. Технологические особенности формирования полосы в валковых литейно-прокатных агрегатах // Прогрессивные технологии в металлургии стали: XXI век: Тр. 3-й междунар. науч.-техн. конф. Донецк: ДонНТУ, 2007. С. 289-294.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бровман М. Я., Николаев В. А., Полухин В. П., Нижник Н. В. Технологические особенности формирования полосы в валковых литейно-прокатных агрегатах // Прогрессивные технологии в металлургии стали: XXI век: Тр. 3-й междунар. науч.-техн. конф. Донецк: ДонНТУ, 2007. С. 289-294.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Николаев В. А. Исследование процесса бесслитковой прокатки стальной полосы с целью определения эффективных технологических и конструктивных параметров: дис. канд. техн. наук. М., 2008. 193 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Николаев В. А. Исследование процесса бесслитковой прокатки стальной полосы с целью определения эффективных технологических и конструктивных параметров: дис. канд. техн. наук. М., 2008. 193 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Блэйде У., Махапатра Р. Б., Шличтинг М. Способ и устройство для регулирования скачка температуры в литой полосе. Патент России № 2557379. 2015. Бюл. № 20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Блэйде У., Махапатра Р. Б., Шличтинг М. Способ и устройство для регулирования скачка температуры в литой полосе. Патент России № 2557379. 2015. Бюл. № 20.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Этцельсдорфер К., Хоенбихлер Г., Химани К., Хубмер Г. Ф., Ауцингер Д. Способ непрерывного литья. Патент России № 2301129. 2007. Бюл. № 17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Этцельсдорфер К., Хоенбихлер Г., Химани К., Хубмер Г. Ф., Ауцингер Д. Способ непрерывного литья. Патент России № 2301129. 2007. Бюл. № 17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hannes Schulze Horn, Jurgen Adamy. Intelligent computerized control system. Патент США № 6085183. 2000.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hannes Schulze Horn, Jurgen Adamy. Intelligent computerized control system. Патент США № 6085183. 2000.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Werner Kuttner, Friedemann Schmid, Hannes Schulze Horn, Kurt Hohendahl, Thomas Berger, Immo Domnig. Continuous casting and rolling system including control system. Патент США № 6044895. 2000.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Werner Kuttner, Friedemann Schmid, Hannes Schulze Horn, Kurt Hohendahl, Thomas Berger, Immo Domnig. Continuous casting and rolling system including control system. Патент США № 6044895. 2000.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кулаков С. М., Бондарь Н. Ф., Трофимов В. Б. Типология функциональных структур систем управления с прогнозированием // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2005. № 6. С. 54-60.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кулаков С. М., Бондарь Н. Ф., Трофимов В. Б. Типология функциональных структур систем управления с прогнозированием // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2005. № 6. С. 54-60.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Буков В. Н. Адаптивные прогнозирующие системы управления полетом. М.: Наука, 1987. 232 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Буков В. Н. Адаптивные прогнозирующие системы управления полетом. М.: Наука, 1987. 232 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Киселев С. Ф., Мышляев Л. П., Соловьев В. И. и др. Об испытаниях и настройке алгоритмов управления промышленными объектами // Автоматическое управление в АСУ ТП. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 28-31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Киселев С. Ф., Мышляев Л. П., Соловьев В. И. и др. Об испытаниях и настройке алгоритмов управления промышленными объектами // Автоматическое управление в АСУ ТП. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 28-31.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Авдеев В. П., Кустов Б. А., Мышляев Л. П. Производственно-исследовательские системы с многовариантной структурой. Новокузнецк: Кузбасс ФИАР, 1992. 188 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Авдеев В. П., Кустов Б. А., Мышляев Л. П. Производственно-исследовательские системы с многовариантной структурой. Новокузнецк: Кузбасс ФИАР, 1992. 188 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перельман И. И. Оперативная идентификация объектов управления. М.: Энергоиздат, 1982. 272 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Перельман И. И. Оперативная идентификация объектов управления. М.: Энергоиздат, 1982. 272 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ding Bao-Cang. Modern predictive control. Boca Raton: CRC Press/Taylor &amp; Francis, 2010.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ding Bao-Cang. Modern predictive control. Boca Raton: CRC Press/Taylor &amp; Francis, 2010.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit24"><label>24</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Казаринов Л. С., Парсункин Б. Н., Литвинова А. Е., Литвинов С. А. Распределенное прогнозирующее управление технологическим процессом в металлургии // Автоматизация в промышленности. 2013. № 2. С. 54-59.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Казаринов Л. С., Парсункин Б. Н., Литвинова А. Е., Литвинов С. А. Распределенное прогнозирующее управление технологическим процессом в металлургии // Автоматизация в промышленности. 2013. № 2. С. 54-59.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit25"><label>25</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kouvaritakis B., Cannon M. Model Predictive Control. Switzerland: Springer International Publishing, 2016. 377 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kouvaritakis B., Cannon M. Model Predictive Control. Switzerland: Springer International Publishing, 2016. 377 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit26"><label>26</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Прохоренков А. М., Качала Н. М. Построение прогнозирующих моделей систем управления теплоэнергетическими объектами // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2011. Т. 14, № 3. С. 546-551.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Прохоренков А. М., Качала Н. М. Построение прогнозирующих моделей систем управления теплоэнергетическими объектами // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2011. Т. 14, № 3. С. 546-551.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit27"><label>27</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mayne D. Q., Rawlings J. B., Rao C. V., Scokaert P. O. M. Constrained model predictive control: Stability and optimality // Automatica. 2000. Vol. 36. P. 789-814.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mayne D. Q., Rawlings J. B., Rao C. V., Scokaert P. O. M. Constrained model predictive control: Stability and optimality // Automatica. 2000. Vol. 36. P. 789-814.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit28"><label>28</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Joe Qin S., Badgwell T. A. A survey of industrial model predictive control technology // Control Engineering Practice. 2003. N. 11. P. 733-764.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Joe Qin S., Badgwell T. A. A survey of industrial model predictive control technology // Control Engineering Practice. 2003. N. 11. P. 733-764.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit29"><label>29</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Восканьянц А. А. Автоматизированное управление процессами прокатки. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. 85 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Восканьянц А. А. Автоматизированное управление процессами прокатки. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. 85 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit30"><label>30</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данилин А. И. Методы оптимизации [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие. Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т), 2011.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Данилин А. И. Методы оптимизации [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие. Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т), 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit31"><label>31</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Галдин М. С., Андреев С. М. Исследование теплового режима разливки непрерывнолитых полос по математической модели процесса на валковом литейно-прокатном агрегате // Вестник Иркутского государственного технического университета. Иркутск: ГОУ ВПО "ИРГУ". 2013. № 2. С. 52-57.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Галдин М. С., Андреев С. М. Исследование теплового режима разливки непрерывнолитых полос по математической модели процесса на валковом литейно-прокатном агрегате // Вестник Иркутского государственного технического университета. Иркутск: ГОУ ВПО "ИРГУ". 2013. № 2. С. 52-57.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
